本发明专利技术公开了一种可自动稳定挡板位置的静电驱动可变光衰减器，包括挡板、活动梳齿、弹簧、第一锚区、固定梳齿电极、活动梳齿电极、光纤槽固定框、固定梳齿、应变电阻、应变电极、衬底和第二锚区；光纤槽固定框围成光纤槽，挡板嵌在光纤槽中，挡板的一端固定连接在活动梳齿的一侧；每个第一锚区的顶面设有一个活动梳齿电极，每个应变电阻的顶面设有一个应变电极；弹簧的两侧分别与一个应变电阻连接，且弹簧的中部与活动梳齿固定连接；第二锚区的一侧设有固定梳齿，固定梳齿和活动梳齿交替布置，第二锚区的顶面设有一个固定梳齿电极。该静电驱动可变光衰减器可动态调节活动梳齿的驱动电压，从而稳定挡板的输出位置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种静电驱动可变光衰减器，具体来说，涉及一种可自动稳定挡板位 置的静电驱动可变光衰减器。
技术介绍
可调变光衰减器(VOA)是光网络中的一种重要的光纤无源器件，是组成光放大器 的关键部件，在光纤通信系统中起到功率平衡的关键作用。可调变光衰减器类型包括机械 型，波导型，液晶型，和微机械(MEMS)型等。其中波导型与液晶型可调变光衰减器尚不 成熟，机械式可调变光衰减器应用最广，但体积较大，结构复杂。MEMS型可调变光衰减器 性能可靠，结构紧凑，造价低廉，易于批量生产，具有广泛的发展前景。目前的MEMS型 可调变光衰减器主要有挡板结构和微镜结构。前者工艺设计较复杂，而后者则难在封装。 通常的挡板型结构由于结构材料本身选择及加工过程等可能带来机械结构在恒定驱动力 下的位置漂移问题，从而造成输出波动。因此MEMS可调变光衰减器仍是目前的研究热点之O
技术实现思路
技术问题本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可自动稳定挡板位置的静电 驱动可变光衰减器，该静电驱动可变光衰减器可动态调节活动梳齿的驱动电压，从而稳定 挡板的输出位置。技术方案为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是一种可自动稳定挡板位置的静电驱动可变光衰减器，该静电驱动可变光衰减器包 括挡板、活动梳齿、两侧沿纵向弯折的弹簧、两个第一锚区、固定梳齿电极、两个活动梳齿电 极、光纤槽固定框、固定梳齿、两个应变电阻、两个应变电极、衬底和第二锚区；光纤槽固定 框、第一锚区、第二锚区和应变电阻分别固定连接在衬底上，且应变电阻和第一锚区之间设 有绝缘层；光纤槽固定框围成光纤槽，挡板嵌在光纤槽中，挡板的一端固定连接在活动梳齿 的一侧；每个第一锚区的顶面设有一个活动梳齿电极，每个应变电阻的顶面设有一个应变 电极；弹簧的两侧分别与一个应变电阻连接，且弹簧的中部与活动梳齿固定连接；第二锚 区的一侧设有固定梳齿，固定梳齿和活动梳齿交替布置，第二锚区的顶面设有一个固定梳 齿电极。进一步，所述的可自动稳定挡板位置的静电驱动可变光衰减器，还包括反馈驱动 电路，该反馈驱动电路包括电流源、电位器、第一电阻、第二电阻、输出电阻、应变电阻、放大 器和三极管，电流源和应变电阻构成电桥的一个边，电位器和第一电阻构成电桥的另一边， 该电桥两边的输出端接放大器，放大器输出控制三极管导通状态，三极管的基极与放大器 输出端之间连接第二电阻，三极管的发射极接地，三极管的集电极和电源之间接输出电阻， 输出电阻的两端接活动梳齿电极和固定梳齿电极。有益效果与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果(I)可动态调节活动梳齿的驱动电压，从而稳定挡板的输出位置。本专利技术的静电驱 动可变光衰减器中，设有应变电阻、应变电极和反馈驱动电路。反馈驱动电路可以将应变电 阻的信号和驱动电压联系起来，构成负反馈。如果驱动电压发生变化时，将引起挡板位置的 变化，从而影响接受光信号强度。挡板位置发生变化，应变电阻随之发生变化。应变电阻发 生变化，导致该电桥臂上的电压相对另一边发生变化，放大器根据输入电压的变化调节三 极管的导通状态，改变驱动电压，使挡板位置回复设定位置。即实现负反馈。应变电阻通过 放大器调节驱动电压，使驱动电压保持稳定。因此，调节驱动电压可以调节挡板位置，进而 可调节接收光纤中的光强，达到可调节光衰减的目的，避免了温度和电压波动等因素对驱 动电压的影响。(2)可随时输出不同的光强度。在本专利技术中，如果需要输出不同的光强度，可调节 反馈驱动电路中的电位器来实现。调节电位器，可以改变反馈驱动电路输出的驱动电压。由 于驱动电压的输出端分别与固定梳齿电极和活动梳齿电极连接，所以可以改变加载在固定 梳齿和活动梳齿上的电压，影响活动梳齿的移动幅度，进而改变挡板的位置，实现不同光强 度的输出。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术的剖视图。图3是本专利技术中反馈驱动电路的原理图。图中有挡板1、活动梳齿2、弹簧3、第一锚区4、固定梳齿电极5、活动梳齿电极6、 光纤槽固定框7、固定梳齿8、应变电阻9、应变电极10、衬底11、第二锚区12、光纤槽13、电 流源Cl、电位器W、第一电阻R1、放大器A、第二电阻R2、三极管Q、输出电阻Re。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行详细的说明。如图1所示，本专利技术的一种可自动稳定挡板位置的静电驱动可变光衰减器，包括 挡板1、活动梳齿2、两侧沿纵向弯折的弹簧3、两个第一锚区4、固定梳齿电极5、两个活动梳 齿电极6、光纤槽固定框7、固定梳齿8、两个应变电阻9、两个应变电极10、衬底11和第二 锚区12。光纤槽固定框7、第一锚区4、第二锚区12和应变电阻9分别固定连接在衬底11 上，且应变电阻9和第一锚区4之间设有绝缘层。光纤槽固定框7围成光纤槽13。挡板I 嵌在光纤槽13中。挡板I的一端固定连接在活动梳齿2的一侧。每个第一锚区4的顶面 设有一个活动梳齿电极6。每个应变电阻9的顶面设有一个应变电极10。弹簧3的两侧分 别与一个应变电阻9连接，且弹簧3的中部与活动梳齿2固定连接。第二锚区12的一侧设 有固定梳齿8。固定梳齿8和活动梳齿2交替布置，第二锚区12的顶面设有一个固定梳齿 电极5。进一步，上述可自动稳定挡板位置的静电驱动可变光衰减器，还包括反馈驱动电 路，该反馈驱动电路包括电流源Cl、电位器W、第一电阻R1、第二电阻R2、输出电阻Re、应变 电阻9、放大器A和三极管Q,电流源Cl和应变电阻9构成电桥的一个边，电位器W和第一 电阻Rl构成电桥的另一边，该电桥两边的输出端接放大器A,放大器A输出控制三极管Q导通状态，三极管Q的基极与放大器A输出端之间连接第二电阻R2，三极管Q的发射极接地， 三极管Q的集电极和电源之间接输出电阻Re，输出电阻Re的两端接活动梳齿电极6和固 定梳齿电极5。输出电阻Re用于提供静电电压。三极管Q采用NPN型三极管。应变电阻9 可采用多晶硅材料制成。进一步，所述的挡板1、活动梳齿2、弹簧3、第一锚区4、光纤槽固定框7和第二锚 区12为同一种导电材料制成。这些部件由同一种导电材料制成，有利于简化制作工艺，同 时保证各个部件的对准精度。进一步，所述的固定梳齿电极5、活动梳齿电极6和应变电极10为同一种金属材料 制成。这些部件由同一种金属材料制成有利于简化制作工艺。进一步，所述的衬底11上设有凹槽，凹槽位于光纤槽13、挡板1、活动梳齿2和弹 簧3的下方。设置凹槽，是为了保证挡板I和活动梳齿2有移动空间，避免挡板I和活动梳 齿2直接与衬底11摩擦。上述可自动稳定挡板位置的静电驱动可变光衰减器在工作时，先将光纤安装在光 纤槽13中，当一根光纤发射光束时将受到放置在两个光纤中间的挡板I的阻挡，另一根光 纤不能收到光信号。控制电路施加在静电执行器上的驱动电压，则执行器移动挡板1，使光 纤传输通道露出一定的空隙，一根光纤发出的光将有一部分照射到挡板上，另一部分穿过 挡板I移动留下的空隙传输到另一根光纤中。在固定梳齿电极5和活动梳齿电极6之间施 加驱动电压，将移动挡板I位置，调节光线接受信号的强度。应变电阻9的大小与挡板I的 位置有关，通过图3的反馈驱动电路，可以将应变电阻的信号和驱动电压联系起来，构成负 反馈。如果驱动电压由于某种原因发生变化时，将引起挡板I位置的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可自动稳定挡板位置的静电驱动可变光衰减器，其特征在于，该静电驱动可变光衰减器包括挡板（1）、活动梳齿（2）、两侧沿纵向弯折的弹簧（3）、两个第一锚区（4）、固定梳齿电极（5）、两个活动梳齿电极（6）、光纤槽固定框（7）、固定梳齿（8）、两个应变电阻（9）、两个应变电极（10）、衬底（11）和第二锚区（12）；?光纤槽固定框（7）、第一锚区（4）、第二锚区（12）和应变电阻（9）分别固定连接在衬底（11）上，且应变电阻（9）和第一锚区（4）之间设有绝缘层；光纤槽固定框（7）围成光纤槽（13），挡板（1）嵌在光纤槽（13）中，挡板（1）的一端固定连接在活动梳齿（2）的一侧；每个第一锚区（4）的顶面设有一个活动梳齿电极（6），每个应变电阻（9）的顶面设有一个应变电极（10）；弹簧（3）的两侧分别与一个应变电阻（9）连接，且弹簧（3）的中部与活动梳齿（2）固定连接；第二锚区（12）的一侧设有固定梳齿（8），固定梳齿（8）和活动梳齿（2）交替布置，第二锚区（12）的顶面设有一个固定梳齿电极（5）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：秦明，匡蕾，陈升齐，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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